I funghi entomopatogeni hanno acquisito importanza come agenti di controllo biologico degli insetti nocivi agricoli. In questo studio, la produzione di massa di un numero sufficiente di propaguli infettivi resilienti di isolati sudafricani di Metarhizium robertsii e M. pinghaense per l'applicazione commerciale contro gli insetti nocivi è stata condotta con successo utilizzando prodotti a base di cereali agricoli.
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Articolo metodologico
Produzione di massa di funghi entomopatogeni, Metarhizium robertsii e Metarhizium pinghaense, per applicazioni commerciali contro gli insetti nocivi
In questo articolo
Sommario
Abstract
I funghi entomopatogeni del complesso di specie Metarhizium anisopliae hanno acquisito importanza come agenti di controllo biologico degli insetti nocivi agricoli. L'aumento della resistenza dei parassiti agli insetticidi chimici, le crescenti preoccupazioni per gli effetti negativi degli insetticidi sulla salute umana e l'inquinamento ambientale da pesticidi hanno portato a una spinta globale per trovare nuove strategie sostenibili per la protezione delle colture e il controllo dei parassiti. In precedenza, sono stati condotti tentativi di coltura di massa di tali specie di funghi entomopatogeni (EPF) come Beauveria bassiana . Tuttavia, sono stati condotti solo tentativi limitati di coltura di massa di Metarhizium robertsii e M. pinghaense per l'uso contro gli insetti nocivi. Questo studio mirava a produrre in serie un numero sufficiente di propaguli infettivi resilienti di isolati sudafricani di M. robertsii e M. pinghaense per applicazioni commerciali. Tre prodotti a base di cereali agricoli, avena in fiocchi, orzo in fiocchi e riso, sono stati utilizzati come substrati di fermentazione solida EPF. Due metodi di inoculazione, sospensioni conidiali e la coltura fungina liquida di blastospore sono stati utilizzati per inoculare i substrati solidi. L'inoculazione con sospensioni conidiali è stata osservata come relativamente meno efficace, poiché sono stati osservati livelli aumentati di contaminazione sui substrati solidi rispetto a quando si utilizza il metodo di inoculazione delle blastospore. L'avena in scaglie non è risultata essere un substrato di crescita adatto sia per M. robertsii che per M. pinghaense, poiché nessun conidi secco è stato raccolto dal substrato. L'orzo in scaglie è stato trovato per favorire la produzione di M. robertsii conidia rispetto a quella di M. pinghaense, e una media di 1,83 g ± 1,47 g di conidia secca di M. robertsii e zero grammi di conidia M. pinghaense è stata raccolta dal substrato. I chicchi di riso sono risultati favorire la produzione di massa conidiale di isolati di M. pinghaense e M. robertsii , con una media di 8,2 g ± 4,38 g e 6 g ± 2 g raccolti dal substrato, rispettivamente.
Introduzione
I funghi entomopatogeni (EPF) hanno acquisito importanza come agenti di protezione delle colture nel controllo biologico di importanti insetti nocivi agricoli 1,2. Gli entomopatogeni, che si trovano naturalmente nel suolo, causano epizoozie nelle popolazioni di varie specie di parassiti3. Le specie di EPF sono specifiche dell'ospite e presentano relativamente pochi rischi in termini di attacco alle specie non bersaglio, e non sono tossiche per l'ambiente4. Gli EPF hanno un meccanismo unico per invadere il loro ospite, così come per propagarsi e persistere nel loro ambiente immediato1. Attaccano l'ospite principalmente attraverso spore asessuate che si attaccano e penetrano nella cuticola dell'ospite per invadere e proliferare nell'emocoel ospite. L'ospite alla fine muore a causa dell'esaurimento dei nutrienti dell'emolinfa o a causa della tossiemia causata dai metaboliti tossici rilasciati dal fungo. Dopo la morte, in condizioni ambientali ideali, il fungo emerge sulla superficie esterna (micosi conclamata) del cadavere ospite 5,6.
Le crescenti preoccupazioni per quanto riguarda gli effetti negativi dei residui chimici sulla salute umana, l'inquinamento ambientale e lo sviluppo della resistenza ai parassiti hanno portato alla spinta globale a ridurre gli input di insetticidi a base chimica e a trovare strategie alternative, nuove e sostenibili per la protezione delle colture e il controllo dei parassiti 6,7,8 . Ciò ha fornito l'opportunità di sviluppare insetticidi a base microbica da utilizzare nei programmi di gestione integrata dei parassiti (IPM), che sono strategie ecologicamente più favorevoli rispetto al controllo chimico convenzionale 3,8.
Per sviluppare un agente di controllo microbico di successo per un parassita agricolo, un organismo adatto deve prima essere isolato, caratterizzato, identificato e la sua patogenicità per l'organismo nocivo bersaglio confermato. Tuttavia, è necessario un metodo semplice ed economico per la produzione su larga scala dell'agente microbico per produrre un prodotto valido da utilizzare nei programmi di controllo biologico 9,10,11,12,13. La produzione di massa di quantità sostanziali di entomopatogeni di buona qualità dipende dal ceppo microbico, dall'ambiente, dal parassita bersaglio, dalla formulazione, dal mercato, dalla strategia di applicazione e dal prodotto finale desiderato 14,15,16. L'EPF può essere prodotto in serie utilizzando la fermentazione del substrato liquido per produrre blastospore o il processo di fermentazione del substrato solido per produrre conidiaerei 6,17,18. Tuttavia, il processo di produzione e formulazione di massa di entomopathogens influenza direttamente la virulenza, il costo, la durata di conservazione e l'efficacia sul campo del prodotto finale. Per un uso di successo nella difesa integrata, il processo di produzione degli entomopatogeni deve essere facile da eseguire, richiedere manodopera minima, produrre una concentrazione ad alto rendimento di propaguli virulenti, vitali e persistenti ed essere a basso costo 4,13,14,16.
Comprendere le esigenze nutrizionali degli entomopatogeni è importante per la coltivazione di massa con tutti i metodi dicoltivazione 4,12. I componenti nutrizionali del mezzo di produzione hanno un impatto significativo sugli attributi dei propaguli risultanti, tra cui l'efficacia del biocontrollo, la resa, la tolleranza all'essiccazione e la persistenza 8,19,20,21. L'ottimizzazione delle procedure di produzione è progettata per affrontare tali fattori22. Per l'EPF, i requisiti principali per una buona crescita, sporulazione e produzione di massa di conidi fungini sono l'umidità adeguata, la temperatura di crescita ottimale, il pH, lo scambio di gas di CO2 e O2 e la nutrizione, comprese buone fonti di fosforo, carboidrati, carbonio e azoto18.
Jaronski e Jackson18 descrivono il metodo di fermentazione del substrato solido come il metodo di approssimazione più efficiente e più vicino al processo naturale per la produzione di EPF rispetto al metodo di fermentazione del substrato liquido perché, in condizioni naturali, il conidio fungino è portato su solide strutture erette, come la superficie dei cadaveri di insetti. I prodotti agricoli e i sottoprodotti contenenti amido sono utilizzati principalmente per la produzione di massa di funghi ipocrealeani, poiché i funghi decompongono facilmente l'amido attraverso la secrezione di enzimi idrolitici altamente concentrati dalle loro punte ifali, per penetrare nella sostanza solida e per accedere ai nutrienti presenti nella sostanza 11,17,18,23 . I prodotti a base di cereali forniscono anche i requisiti per una produzione sana di biomassa perché, quando sono idratati e sterilizzati, i substrati possono assorbire ulteriori nutrienti da qualsiasi mezzo liquido 16,18,24.
In precedenza, diversi studi hanno tentato di coltivare in massa specie di EPF come Beauveria bassiana (Bals.) Vuil., Cordyceps fumosorosea (Wize) Kelper B. Shrestha & Spatafora, Verticillium lecanii (Zimm.) Viegas e alcuni dei Metarhizium anisopliae (Metschn.) Il complesso di specie Sorokin si isola su vari substrati 16,23,24. Tali isolati prodotti in serie e sviluppati commercialmente includono Green Muscle® (ceppo IMI 330189), sviluppato da M. anisopliae var Metarhizium acridum (Driver & Milner) J.F. Bisch, Rehner & Humber, Metarhizium 69 (ceppo Meta 69 ICIPE69), e Real Metarhizium 69 (L9281), sviluppato da M. anisopliae, e Broadband® (ceppo PPRI 5339) ed Eco-Bb®, sviluppato da B. bassiana25,26 . Tuttavia, sono stati fatti tentativi limitati alla cultura di massa Metarhizium robertsii J.F. Bisch., S.A. Rehner & Humber e Metarhizium pinghaense Chen & Guo. Questi due isolati sono stati selezionati in uno studio precedente come i più efficaci per il controllo della cocciniglia, Pseudococcus viburni Signoret (Hemiptera: Pseudococcidae)27. Pertanto, l'attuale studio mirava a formulare e produrre in serie un numero sufficiente di propaguli infettivi resilienti degli isolati locali di M. robertsii e M. pinghaense per l'applicazione commerciale contro gli insetti nocivi. Il metodo di fermentazione del substrato solido è stato utilizzato per produrre in serie i conidi fungini per entrambi gli isolati di EPF. Due metodi di inoculazione EPF, utilizzando sospensioni conidiali e la coltura fungina liquida di blastospore, sono stati utilizzati per inoculare i substrati solidi.
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Protocollo
1. Fonte di ceppi fungini
- Utilizzare ceppi fungini isolati sudafricani di M. pinghaense 5 HEID (GenBank Numero di adesione: MT367414/MT895630) e M. robertsii 6EIKEN (MT378171/MT380849), raccolti da meleti nella provincia del Capo Occidentale, in Sudafrica.
- Coltivare colture di ciascun isolato di EPF su 60 g di mezzo agar destrosio Sabouraud, integrato con 1 g di estratto di lievito (SDAY) e 10 μL di streptomicina.
NOTA: Incubare colture di EPF a temperatura controllata di ± 25 °C al buio.
2. Metarhizium pinghaense e M. robertsii inoculazione conidiale in sospensione
- Preparazione dei substrati solidi
- Utilizzare due prodotti agricoli, vale a dire l'avena in fiocchi e l'orzo in fiocchi, come mezzi di crescita per i due isolati EPF e i sacchetti di autoclave (305 mm × 660 mm) come sacchetti di fermentazione.
- Utilizzare un piccolo tubo di scarico in polivinilcloruro (1000 mm × 50 mm) per creare un collo per il sacchetto di fermentazione all'estremità aperta del sacchetto dell'autoclave e utilizzare il nastro adesivo per fissare il tubo al sacchetto.
- Chiudere il tubo con un tappo di cotone idrofilo sterile per consentire un sufficiente scambio di gas durante la fermentazione.
- Pesare i chicchi secchi (200 g) sia dell'avena in fiocchi che dell'orzo in fiocchi e metterli nei sacchetti di fermentazione, e ad ogni sacchetto, aggiungere 100 ml di acqua distillata e mescolare accuratamente il contenuto dei sacchetti.
- Lasciare riposare i grani bagnati per 15-30 minuti per assorbire l'umidità prima dell'autoclave e della sterilizzazione. Preparare sei sacchi per ogni tipo di grano e, per evitare contaminazioni, posizionare i sacchetti in altri sacchetti per autoclave e autoclave i substrati a 121 °C per 55 minuti.
- Preparazione dell'inoculo di sospensione conidiale
- Raccogli conidi fungini di 2-3 settimane da colture fungine di M. pinghaense e M. robertsii raschiando, usando una lama chirurgica sterile.
- Sospendere i conidi fungini raccolti in 20 ml di acqua distillata sterile, integrata con 0,05% Tween 20, e mescolare a vortice le sospensioni conidiali per 2 minuti.
- Preparare 20 ml di sospensioni conidiche, con una concentrazione di 1 × 107 conidi/ml, e inoculare rispettivamente i substrati solidi di avena in fiocchi e orzo in fiocchi.
NOTA: Utilizzare un emocitometro per determinare le concentrazioni conidiali.
- Inoculazione dei substrati solidi
- Aprire ogni sacchetto rimuovendo i tappi per il collo in cotone idrofilo e aggiungere la sospensione conidiale da 20 ml preparata al substrato autoclavato raffreddato.
- Chiudere nuovamente le borse, usando i tappi per il collo, e massaggiare il contenuto della borsa per consentire all'inoculo fungino di mescolarsi uniformemente con il substrato del grano.
- Incubare i sacchi di fermentazione a una temperatura controllata di ± 25 °C e garantire un sufficiente scambio gassoso tra la coltura e l'ambiente.
NOTA: questa procedura deve essere eseguita in un armadio a flusso laminare.
- Fase di fermentazione
- Massaggiare manualmente i substrati di grano nei sacchetti di fermentazione 2 giorni dopo l'inoculazione e l'incubazione, quando si verifica una crescita miceliale visibile e il substrato ha iniziato a essere raggruppato dal fungo in crescita.
NOTA: Questo viene fatto per mescolare i granuli inoculati per consentire la ramificazione miceliale durante le prime fasi iniziali della crescita vegetativa dei funghi. - Utilizzare un mattarello da cucina per manipolare il letto del substrato per evitare l'eterogeneità fisica dei letti del substrato del grano e lo spessore del letto della massa del substrato.
NOTA: Il processo promuove il metabolismo fungino, che ottimizza la produzione di spore fungine e massimizza la superficie, promuovendo la resa conidiale18. - Lasciare che il processo di fermentazione continui per un massimo di 4-5 settimane e controllare i sacchetti di fermentazione ogni 2 giorni per la presenza di qualsiasi crescita eccessiva vegetativa bianca che può svilupparsi durante il processo di fermentazione, che può influire notevolmente sulla resa dei conidi fungini.
NOTA: Terminare immediatamente la fermentazione nei sacchetti di fermentazione contenenti eventuali crescite vegetative bianche e asciugare le colture fungine18.
- Massaggiare manualmente i substrati di grano nei sacchetti di fermentazione 2 giorni dopo l'inoculazione e l'incubazione, quando si verifica una crescita miceliale visibile e il substrato ha iniziato a essere raggruppato dal fungo in crescita.
3. Inoculazione di blastospore
- Produzione e inoculazione di blastospore
- Preparare un terreno di coltura liquido, contenente 1 L di acqua distillata, 30 g di glucosio, 20 g di estratto di lievito, 4 g di fosfato di potassio diabasico (K2HPO4), 15 ml di liquore ripido di mais e 10 μg/mL dell'antibiotico Streptomicina, sia per il M. pinghaense che per il M. robertsii.
- Per prima cosa, riscaldare l'acqua distillata, spegnere prima di raggiungere il punto di ebollizione e aggiungere ciascuno degli ingredienti, ad eccezione della streptomicina, all'acqua calda nella pentola. Portare il mezzo a ebollizione delicata per 3-4 minuti e mescolare costantemente il mezzo per consentire la corretta miscelazione degli ingredienti e impedire l'assestamento di alcuni degli ingredienti sul fondo della pentola.
- Versare un totale di 100 ml del mezzo in nove diversi palloni da 250 ml e posizionare un tappo di cotone idrofilo su ciascun pallone e coprire il batuffolo di cotone con un foglio di alluminio come tappo (Figura 1A).
- Autoclave del mezzo nei palloni per 55 min a 121 °C. Dopo l'autoclave, lasciare raffreddare il mezzo nei palloni e aggiungere 10 mg/mL di streptomicina al mezzo in ciascun matraccio (figura 1B).
- Raccogliere da due a tre anelli batterici di conidi fungini da piastre di coltura fungina di 2-3 settimane per entrambi gli isolati di EPF, M. pinghaense e M. robertsii, e trasferire a ciascun mezzo liquido da 100 ml nei palloni da 250 ml, in condizioni sterili, e sigillare i palloni.
- Incubare i palloni di coltura liquida a ± 25 °C, su uno shaker orbitale a 140 giri/min per 3 giorni, e cessare l'incubazione una volta che le colture mostrano segni di elevata torbidità con la crescita di blastospore fungine (Figura 1C).
- Per rilevare qualsiasi possibile contaminazione batterica dalle colture, prelevare un campione da 100 μL da ciascun pallone di coltura liquida dopo 24 ore durante l'incubazione e piastrare su tre piastre SDA per isolato. Incubare le piastre per 48 ore, ad una temperatura controllata di ± 25 °C.
- Preparazione del substrato solido
- Usa il riso bianco parboiled a grani lunghi come substrato solido per le blastospore di M. pinghaense e M. robertsii (adattato da Jaronski e Jackson18).
- Preparare i sacchetti di fermentazione come descritto sopra, nei passaggi 2.1.1-2.1.3, e per ogni sacchetto, aggiungere 1 kg di riso e 300 ml di acqua distillata sterile.
- Mescolare delicatamente il contenuto dei sacchetti di fermentazione e metterli in sacchetti esterni in autoclave in posizione verticale e in autoclave a 121 °C per 55 min. Dopo l'autoclave, lasciare raffreddare i substrati per ± 45 minuti in condizioni sterili.
- Inoculazione e fermentazione
- Rimuovere la chiusura di ciascuno dei palloni di coltura liquida di M. pinghaense e M. robertsii sotto un flusso laminare e fiammare il bordo di ciascun matraccio per 10 s.
- Versare le colture liquide da 100 ml nei sacchetti di fermentazione rimuovendo i tappi di cotone idrofilo dal collo (Figura 2). Riposizionare i tappi di cotone e coprire la parte superiore del collo della borsa con carta chirurgica fissata con un elastico.
NOTA: Determinare la concentrazione di blastospore per ciascun pallone utilizzando un emocitometro e utilizzare concentrazioni di blastospore di 1 × 107 - 5 × 108 blastospore/mL per innoculare i substrati28. - Ruotare la parte superiore del sacchetto e mescolare il contenuto del sacchetto agitando e manipolando leggermente il substrato mediante massaggio, e incubare i sacchetti a ± 25 °C, appiattindo il substrato nei sacchetti per evitare la formazione di letti spessi18.
- Rompere il substrato nei sacchetti di fermentazione massaggiando il contenuto dei sacchetti, 2-3 giorni dopo l'inoculazione e l'incubazione, quando si era verificata la crescita miceliale visibile e il legame del substrato da parte del fungo (adattato dalla tecnica di Jaronski e Jackson18).
NOTA: Lasciare che la fermentazione continui per 4 settimane.
Figura 1: Terreno di coltura liquido in palloni da 250 mL. (A) Prima dell'autoclave. (B) Dopo autoclave e inoculazione con spore di EPF. (C) Mezzo torbido con blastospore fungine. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 2: Terreno di coltura liquido di blastospore preparato. (A) Metarhizium robertsii e (B) Metarhizium pinghaense prima dell'inoculazione del riso come substrato solido. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
4. Essiccazione di colture fungine
- Asciugare le colture fungine per 10-12 giorni dopo la fermentazione, prima del loro utilizzo nelle prove, trasferendo le colture sporulate in sacchetti di carta marrone da 26-30 kg (30 x 43 x 15250 cm3).
- Per migliorare la resistenza alla trazione dei sacchetti di carta, tagliare orizzontalmente un terzo della parte superiore di ciascun sacchetto e allineare il fondo del sacchetto (Figura 3A, B).
Figura 3: Preparazione dei sacchetti di carta, procedura di essiccazione delle colture e imballaggio. (A,B) La preparazione dei sacchetti di carta marrone. La procedura di essiccazione delle colture di specie Metarhizium coltivate su riso parboiled (C,E) e (D,F) orzo in fiocchi. (G) Sacchetti di carta chiusi con graffette per creare una struttura triangolare della tenda. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
- Sbriciolare delicatamente il substrato in ogni sacchetto di fermentazione, tagliare l'angolo di ciascun sacchetto e trasferire l'intera coltura ai sacchetti di carta attraverso lo spazio lasciato dall'angolo di taglio (Figura 3C-F). Per evitare l'eccessiva fuoriuscita di spore fungine nell'aria, eseguire questo processo lentamente.
NOTA: Condurre questo processo in condizioni sterili, utilizzando il flusso laminare, per evitare la contaminazione. - Etichettare ogni sacchetto di carta e piegare due volte l'estremità superiore di ogni sacchetto e chiudere con graffette per creare una struttura triangolare a tenda, e posizionare i sacchetti su stendibiancheria per consentire un'asciugatura corretta, uniforme, a una temperatura controllata di ± 25 °C e bassa umidità del 30-40%.
- Girare i sacchetti ogni giorno per consentire anche l'essiccazione delle colture e per evitare qualsiasi ricrescita vegetativa che potrebbe avvenire, che ridurrebbe la resa delle spore fungine raccoglibili.
- Pesare ogni sacchetto di essiccazione dopo ogni 2 giorni durante il processo di essiccazione e continuare il processo di essiccazione per ogni sacchetto fino a quando non si osservano cambiamenti minimi o nulli nella massa dei sacchetti tra i giorni successivi.
5. Raccolta di conidi fungini
- Raccogliere meccanicamente i conidi fungini dalle colture utilizzando tre setacci nidificati, un setaccio di prova (ETS) mesh n. 35 (con apertura di 500 μm), nidificato su un setaccio di prova (con apertura di 212 μm), annidato su rete ETS n. 100 (con apertura di 150 μm), montato su una padella di raccolta.
- Caricare lentamente il campione di coltura a secco sulla rete ETS n. 35 e posizionare un coperchio sul setaccio per impedire il rilascio di conidi fungini nell'aria.
- Aggiungere 10-12 biglie di vetro ai setacci per favorire il passaggio dei conidi fungini attraverso gli schermi a rete ed evitare la ritenzione dei conidi nel setaccio, che può comportare un ridotto recupero delle spore.
- Nastro adesivo e sigillare i giunti del setaccio utilizzando nastro adesivo per impedire la fuoriuscita di polvere conidiale.
- Posizionare i setacci su uno shaker vibrante, dotato di un cuscinetto appiccicoso, per fissare la vaschetta di raccolta e i setacci, per 20-25 minuti, con un movimento di 560-640 vibrazioni al minuto (Figura 4).
NOTA: Tecnica adattata da Jaronski e Jackson18.
Figura 4: Raccolta di spore fungine da colture essiccate di Metarhizium robertsii su riso e orzo in fiocchi. (A) 10-12 biglie di vetro aggiunte ai setacci per favorire il passaggio dei conidi fungini attraverso i vagli a rete. M. robertsii conidia raccolta da colture su (B) riso e (C) in fiocchi a malapena. (D) Setacci su uno shaker vibrante. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
- Rimuovere i setacci di prova dalla vaschetta di raccolta, raccogliere i conidi e conservare i conidi raccolti in sacchetti ermetici e impermeabili con chiusura a cerniera per la conservazione a lungo termine (3-6 mesi).
6. Quantificazione dei conidi fungini prodotti
- Misurare e registrare la massa di ciascun substrato di grano prima della raccolta dei conidi fungini da ciascun substrato.
- Misurare il peso complessivo dei conidi raccolti sottraendo la massa delle spore raccolte dalla massa del substrato solido.
NOTA: La resa totale dei conidi coinvolge non solo i conidi raccolti ma anche i conidi fungini lasciati sul substrato solido. - Pesare il substrato e rimuovere 10 g dal substrato pesato. Sospendere i 10 g del substrato in 0,05% Tween 20 e diluire in 10 ml di acqua distillata sterile.
- Mescolare la sospensione per 2 minuti e utilizzare un emocitometro per eseguire il conteggio delle spore per determinare il numero di conidi lavati dal substrato.
- Condurre ulteriori diluizioni trasferendo 1000 μL della sospensione conidiale lavata da 10 mL a 9 mL di acqua distillata sterile per costituire 10 mL di sospensioni di diluizione.
- Vortex-mescolare le sospensioni conidiali per 2 min e determinare le concentrazioni conidiali.
NOTA: Seguire la procedura e la formula descritte da Inglis, Enkerli e Goettel30 per determinare la concentrazione conidiale delle sospensioni. - Raccogliere e sospendere un totale di 0,1 g della polvere conidiale raccolta da ciascuna coltura in 10 ml di acqua distillata sterile integrata con 0,05% Tween 20 e mescolare a vortice la sospensione conidiale per 2 minuti e determinare la concentrazione conidiale utilizzando un emocitometro.
- Condurre ulteriori diluizioni trasferendo 1000 μL della sospensione conidiale da 10 mL a 9 mL di acqua distillata sterile per comporre le diluizioni di sospensione da 10 mL.
- Vortex-mescolare le sospensioni conidiali per 2 min, calcolare le concentrazioni conidiali e determinare il numero di conidi per grammo.
- Moltiplicare il numero di conidi per grammo di polvere raccolta per la massa iniziale della polvere conidiale raccolta. Moltiplicare il numero di conidi lavati dal substrato per il peso totale del substrato esaurito, essendo il substrato da cui sono stati raccolti i conidi.
- Sommare i due valori indicati insieme e dividere per il peso secco iniziale del substrato per calcolare il numero di conidi per kg o g del substrato18.
NOTA: I calcoli sono stati fatti principalmente per il substrato di riso. Il test di germinazione o vitalità conidiale è stato condotto sia per gli isolati di M. pinghaense che per quelli di M. robertsii per determinare la vitalità dei conidi prodotti.
7. Analisi dei dati
- Utilizzare un programma software appropriato per computer per condurre l'analisi statistica dei risultati ottenuti.
NOTA: L'analisi statistica dei dati è stata effettuata utilizzando STATISTICA versione 13.5.0.17.
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Risultati
Un declino della massa di contenuto delle colture sul riso sia per il M. pinghaense che per il M. robertsii è stato osservato nel tempo durante la fase di essiccazione delle colture fungine, con nessun o poco cambiamento osservato nella massa una volta che le colture erano secche (Figura 5). La polvere di conidi fungini secchi raccolti sia del M. pinghaense che del M. robertsii è mostrata nella Figura 6.
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Discussione
Il successo dell'integrazione di agenti microbici per il controllo biologico di importanti insetti nocivi agricoli in un agroecosistema dipende sia dal successo che dalla facilità di produzione di massa degli entomopatogeni come primo passo in condizioni di laboratorio. La produzione di massa di EPF è importante per l'applicazione su larga scala e la disponibilità di prodotti EPF per programmi IPM utilizzando il controllo biologico 9,10,11,12,13.
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Gli autori desiderano ringraziare Hort Pome, Hort Stone e il programma Technology and Human Resources for Industry (THRIP: TP14062571871) per aver finanziato il progetto.
ORCID:
Letodi L. Mathulwe http://orcid.org/0000-0002-5118-3578
Antoinette P. Malan http://orcid.org/0000-0002-9257-0312
Nomakholwa F. Stokwe http://orcid.org/0000-0003-2869-5652
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| 0,05% Tween 20 | Lasec | Aggiunto alle sospensioni di conidi per consentire alle spore fungine di mescolarsi con l'acqua | |
| Bottiglie McCartney da 20 mL | Lasec | Utilizzato per produrre sospensioni di conidi | |
| Foglio | di alluminio Utilizzato come copertura dei tappi di cotone idrofilo su palloni da 250 ml | ||
| Autoclave | Utilizzato per sterilizzare i materiali e gli ingredienti utilizzati per la produzione di conidi processo | ||
| Sacchi per autoclave | Lasec | Sacchi di fermentazione o contenitori per substrati solidi | |
| Nastro per autoclave | Lasec | Per fissare i tubi in PVC sui sacchi di fermentazione | |
| carta kraft marrone | Utilizzato per essiccare le colture di conidi su cereali agricoli | ||
| Bunsen burnner | Labnet (Labnet International, Inc.) | Utilizzato per la fiammatura di attrezzature (lame chirurgiche, anelli di inoculazione e bordi di fiasche) | |
| Setaccio | Utilizzato per separare i conidi fungini dai substrati di grano agricolo | ||
| Liquore di mais | SIGMA | 66071-94-1 | Ingrediente del mezzo liquido di blastospora |
| Cotone idrofilo | Lasec | Utilizzato come tappo del collo per sacchi di fermentazione | |
| Laboratorio Duran bottiglie | Neolab | Utilizzato per l'autoclave del terreno SDA e dell'acqua distillata | |
| Nastro | Utilizzato per fissare e sigillare i giunti del setaccio per impedire la fuoriuscita della polvere di conidi | ||
| Setaccio | Utilizzato per separare i conidi fungini dai substrati di cereali agricoli | ||
| Fiasche di Erlenmeyer, fiasco da 250 ml a collo stretto | Lasec | Vettore del mezzo liquido di blastospora | |
| Etanolo (99%) | Lasec | Utilizzato per sterilizzare lame chirurgiche e anse di inoculazione | |
| Orzo in scaglie | Health Connection Wholefoods | Cereali agricoli utilizzati come substrato solido per la crescita di conidi sia di M. pinghaense che di M. robertsii | |
| Avena | in fiocchiGrano agricolo utilizzato come substrato solido per la crescita di conidi sia di M. pinghaense che di M. robertsii | ||
| Glucosio | Merck | Ingrediente del mezzo liquido di blastospora | |
| Camera di crescita/ incubatori | Per la coltura di conidi fungini in crescita | ||
| Emocitometro | Utilizzato per determinare le | ||
| concentrazioni di conidiAnelli di inoculazione | Lasec | Per la raccolta di spore per innoculare il mezzo liquido per la crescita delle blastospore | |
| Mattarello | da cucina Utilizzato per manipolare il letto di substrato a grana solida | ||
| Armadio a flusso laminare Armadio | a flusso laminare ESCO | Fornisce un ambiente sterile durante l'inoculazione del substrato | |
| Metarhizium pinghaense conidi | Stellenbosch Università | 5HEID | Colture utilizzate per la coltura di massa di conidi di Metarhizium pinghaense |
| Metarhizium robertsii conidi | Università di Stellenbosch | 6EIKEN | Colture utilizzate per la coltura di massa di conidi di Metarhizium robertsii |
| Microscopio | ZEIZZ (Scope. A1) | Utilizzato per determinare le concentrazioni di conidi e la vitalità dei conidi | |
| Agitatore orbitale | IncoShake- LABOTEC | Utilizzato per il processo di produzione di blastospore | |
| Riso parboiled | Spekko | Grano agricolo utilizzato come substrato solido per i conidi di entrambi i M. pinghaense e M. robertsii | |
| Penicillina-Streptomicina | SIGMA | Aggiunto al terreno SDA per prevenire la contaminazione batterica | |
| Piastre di Petri | Lasec | Contenitori per il mezzo SDA | |
| Pipette e puntali per pipette | Labnet (BioPette PLUS) | Utilizzato per misurare gli ingredienti liquidi Cloruro di | |
| polivinile Tubo | Utilizzato per creare un collo per la sacca di fermentazione | ||
| Fosfato di potassio bibasico (K2HPO4) | SIGMA-ALDRICH | Ingrediente del mezzo liquido di blastospora | |
| Elastico | Utilizzato per fissare la carta chirurgica sopra la sacca di fermentazione Colli dei tubi in PVC | ||
| Sabaroud destrosio agar (SDA) | NEOGEN Terreno | utilizzato per coltivare spore di entrambi i Metarhizium pinghaense e Metarhizium robertsii | |
| Acqua | distillata sterile | Per idratare i cereali agricoli, per fare sospensioni conidiali | |
| appiccicoso | Utilizzato per fissare i severi sull'agitatore vibrante | ||
| Lama chirurgica | Lasec | Utilizzato per raschiare le spore dalle colture fungine | |
| Carta chirurgica | Lasec | Utilizzato per coprire i colli in PVC e i tappi di cotone idrofilo della sacca di fermentazione | |
| Agitatore | vibranteUtilizzato per scuotere i conidi dai substrati agricoli del grano | ||
| Miscelatore a vortice | Labnet (Labnet International, Inc.) | Utilizzato per miscelare sospensioni di conidi in flaconi di Mc Cartney | |
| Estratto di lievito | Biolab | Aggiunto al terreno SDA per migliorare la germinazione e la crescita delle spore | |
| Sacchetti con chiusura a cerniera | GLAD | Utilizzato per conservare i conidi fungini raccolti |
Riferimenti
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